光驱动氧化反应模拟光合作用研究

本项目基于近年人类对天然光合作用微观机理和结构的最新认识及模拟光合作用的最新进展，提出将光敏体分子（如三联吡啶钌）经不同的桥基与已有高效化学试剂金属络合氧化的催化剂（如TPA络合铁、Salen锰等）连接，实现光驱动的分子内电子转移，以水为氧源，产生光驱动的氧化反应。要实现这一目标，必须首先找到适当的结构和链长的连接基团，避免能量转移，实现高速高效的电子传递。在第一个电子实现转移后，第二个电子的转移，可能存在电子回传的竞争。通过在连接桥中引入天然光合体系内所具有的酪氨酰基起电子传递"单向器"的作用，可望产生二电子转移，从MnⅡ、FeⅡ形成MnⅣ、FeⅣ等活性过渡态，这将是这一研究领域的重大突破。此外，还必须通过水与金属的配位及配体与水形成氢键，发生水分子的质子和氧的转移，形成MnⅣ=O、FeⅣ=O等活化过渡态，实现氧化反应。此过程的实现，将是人类首次利用人工合成的光合体系用光能驱动化学反应。